Abstract
Alcohol concentration via pervaporation process was performed by using commercial PDMS(polydimethylsiloxane) composite membrane and plasma treated PP(polypropylene) membranes. Effects of operating parameters of pcrvaporation process were examined. With the increase of butanol concentration in the feed, flux and selectivity increased due to the greater affinity of butanol with PDMS than that of water. As the operating temperature increased, free volume as well as the solubilities and diffusivities of alcohol and water increased to result in the greater flux and less selectivity of the membrane. As solubility parameter difference between alcohol and PDMS membrane decreased, high flux and good selectivity were obtained. When PP membrane was plasma treated with methanol, it has 6 times greater flux than PDMS membrane with equivalent separation factor. With the increase of plasma treatment time, flux and selectivity were enhanced. However, excess treatment time caused pore blocking to result in the flux decrease.
상업용 PDMS(polydimethylsiloxiane) 복합막과 플라즈마 처리된 PP(polypropylene)막을 사용하여 투과증발에 의한 알코올 농축을 수행하였고, 공정 조업 변수에 따른 영향을 조사하였다. PDMS막에 대한 부탄올의 친화력과 물의 친화력보다 크기 때문에 공급액의 부탄올 농도가 증가함에 따라 투과량의 선택도가 모두 증가하였다. 조업 온도가 증가함에 따라 고분자 사슬내의 자유 부피)free volume)가 증가하고 막에 대한 알코올과 물의 용해도 및 확산계수도 증가하여 투과량은 증가하였지만, 선택도는 감소하였다. PDMS 막과 용해도 계수(solubility parameter)값의 차가 적은 알코올일수록 높은 투과량과 선택도를 나타내었다. PP막을 메탄올로 플라즈마 처리한 경우 PDMS 복합막과 유사한 분리효율을 나타내면서도 투과량은 6배나 증가하였다. 플라즈마 처리 시간에 따라 투과량과 선택도는 모두 향상되었으나 일정 시간 이후에는 기공의 막힘 현상으로 투과량은 감소하였다.
